Доразведка южного фланга железорудного месторождения «Велиховское» с целью перевода запасов категории «С1» в категорию «В»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КГКП «ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

ГРК.ДП.Г-91.ГР.02.ПЗ

ТЕМА: «Доразведка южного фланга железорудного месторождения «Велиховское» с целью перевода запасов категории «С1» в категорию «В» «

Семей

2013 г.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Железо в химически чистом виде представляет собой серебристо-белый, блестящий, вязкий и ковкий металл, имеющий плотность 7,8 грамм на сантиметр кубический (далее — г/см3), твердость по шкале Мооса 4−5 и температуру плавления 15 391 °C. Промышленное значение железа определяется его относительной дешевизной и универсальностью, позволяющей придавать изделиям из него разнообразные свойства, различные геометрические формы и размеры. Доля железа и его сплавов в настоящее время составляет порядка 90% от общего количества металлов, используемых в технике. Наиболее распространенными являются железоуглеродистые сплавы (чугун, стали), сплавы железа с марганцем (ферромарганец), кремнием (феррокремний), хромом (феррохром), кобальтом, вольфрамом, ванадием, ниобием и другими элементами. В зависимости от присадок существует более 100 сплавов железа: магнитные и немагнитные, кислотоупорные, жаростойкие, быстрорежущие, нержавеющие, литейные, обрабатываемые давлением и другие. Сплавы железа с хромом, кобальтом, молибденом, вольфрамом, кремнием, алюминием являются нетрадиционными материалами нового класса, позволяющими погашать шумы и вибрацию непосредственно в источниках их возникновения и значительно увеличить срок службы ведущих деталей машин. В результате металлургической переработки железорудного сырья производятся литейный и передельный чугун, различные виды сталей, порошковые и аккумуляторные изделия.

Производство железа и его сплавов базируется на двух основных источниках: восстановление железа из первичного сырья (железные руды) и регенерация железа из вторичного сырья (металлического лома и железосодержащих отходов).Железо относится к группе сидерофильных элементов, входит в состав более 300 минералов и занимает четвертое место по распространенности в земной коре после кислорода, кремния и алюминия.

Общая масса железа в земной коре оценивается в 755 триллионов тонн, в том числе в собственно железных рудах (оценка на начало 90-х годов прошлого столетия) — около 450 миллиардов тонн. Железо образует в природе ряд оксидов, из которых наиболее широко распространены и имеют основное промышленное значение оксид железа — гематит и закись-оксид железа — магнетит. Кроме вышеотмеченных минералов, промышленное значение имеют мартит (псевдоморфоза гематита по магнетиту), гетит, гидрогетит (лимонит), сидерит, магномагнетит, титаномагнетит.

Основное промышленное значение имеют существенно магнетитовые руды. В ряде случаев железные руды содержат попутные ценные компоненты (титан, медь, никель, кобальт, марганец, германий, золото, серебро, хром, ванадий и другие), повышающие ценность руд и подлежащие учету при геолого-экономической оценке месторождений.

Казахстан обладает крупной сырьевой базой железных руд, около 90% которых сосредоточено в Торгайском регионе. Добыча железных руд производится на Соколовском, Сарбайском, Качарском и других месторождениях скарново-магнетитовых руд и Лисаковском бурожелезняковом месторождении. Казахстан занимает седьмое место в мире по разведанным запасам железныхруд.

1.1.1 Целевое назначение проектируемых работ; пространственные границы объекта, основные оценочные параметры объекта.

Целевым назначением проектируемых работ является определение пространственных границ месторождения, геологических условий залегания рудного тела, определение качества минерального сырья с переводом запасов категории «С1» в категорию «В», а также горнотехнических, гидрогеологических, геофизических, геохимических и других условий месторождения.

1.1.2. Геологические задачи, последовательность и основные методы их решения

Заключаются:

— в последовательном уточнении и увязки с планами развития горных работ, геологического строения, горно-геологических условий месторождения и качества полезного ископаемого на недостаточно изученном участке месторождения, с переводом запасов категории «С2» и «С1» в категорию «В»

— дополнительное изучение вещественного состава и свойств полезного ископаемого (включая проведение геолого-технического картирования) в случаях уточнения направления его использования, пересмотра требований стандартов или технических условий к качеству добываемого сырья и технологических схем его переработки; разведка площадей месторождения для восполнения отработанных запасов или расширение сырьевой базы действующего предприятия по добыче полезного ископаемого.

— при проведении доразведки, разведочные системы и плотность разведочной сети принимаются аналогичными ранее принятым при детальной разведке с корректировкой по результатам сопоставления, материалов разведки и разработки изучаемого месторождения и рекомендацией ГКЗ, данных при утверждении подсчетов запасов.

1.1.3 Ожидаемые результаты и сроки выполнения работ, с указанием форм отчетной документации После завершения геологоразведочных работ будут составлены :

— Технико-экономический доклад;

— Промышленные требования к минеральному сырью;

— Подсчет запасов руды и металла по категориям, а также сопутствующих компонентов имеющих промышленных значений;

— Оценка прогнозных ресурсов;

— Сроки проведения работ Начало: 01.04.2013 г.

Дата окончания: 01.08.2013 г.

1.2 ГЕОГРАФО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА РАБОТ

1.2.1 Местоположение

Месторождения мартит-магнетитовых руд Велиховские находятся в Каргалинском районе Актюбинской области РК, в 90 км к северо-востоку от областного центра г. Актобе и в 36 км к северо-западу от ж. д. ст. Кимперсай Южно-Уральской железной дороги. Сообщение с областным центром возмодно автомобильным транспортом по автодороге Актобе-Ленинское-Рождественка-Велиховка. Рядом (менее 4 км) проходит автострада Актобе-Орск.

1.2.2 Рельеф

Район месторождения Велиховское относится к типичным степным областям Казахстана и представляет собой слабо поднятую равнину, расчлененную врезами долин и рек Айтпайка, Егенды, Косистек и др. Абсолютные отметки колеблются в пределах 300−506м. Минимальные отметки характерны для долины реки Жаксы-Каргалы, где расположено Каргалинское водохранилище с запасами воды 186 млн. м3 (полная емкость). Максимальные отметки (450−506м) на водоразделе, разделяющем систему речного стока в р. Косистек и р. Эбита (приток Урала).

1.2.3 Гидрографическая сеть

Через территорию месторождения протекают речки Айтпайка и Егенды с расходом 3−10 л/сек. Для хозпитьевых нужд потребителей в близи разведаны два месторождения подземных вод — Велиховское и Рождественское с дебитом 0,9 и 10,0дм3/сек. Подземные воды преимущественно безнапорные, средняя глубина залегания уровня их — 15−25м (достигает — 30−100м). Питание подземных вод осуществляется, в основном, за счет фильтрации атмосферных осадков и регионального притока подземный вод из горно-складчатых бластей. Подземные воды повсеместно пресные и характеризуются значительной пестротой химического состава

1.2.4 Климат

Климат резко континентальный, с большими амплитудами колебаниями температуры воздуха, как в течение года, так и в течение суток. Максимальная температура отмечается в июле, достигая +43С, а минимальная температура воздуха отмечается в январе, составляя -48С. Среднегодовая температура воздуха составляет +4,2С°. Среднегодовое количество осадков составляет 275 мм. Распределение осадков в течение года крайне неравномерное. Средняя скорость ветра 3,9−5,1 м/сек. Нередки сильные ветры, зимой снежные шквалы и бураны, летом суховеи. Весна довольна короткая, снежный покров спадает обычно к середине или концу апреля. Лето, как правило, сухое и жаркое. Осень, чаще всего, ясная, сухая, с теплыми днями и с ночными заморозками. Снеговой покров ложится преимущественно в ноябре, его мощность небольшая.

1.2.5 Население

Население в основном состоит из казахов, русских, украинцев. Основное занятие населения — полеводчество, животноводство. Часть населения занята в лесном хозяйстве. Набор рабочей силы в районе практически невозможен.

1.2.6 Экономическое развитие

Район характеризуется хорошо развитой инфраструктурой, что обусловлено вхождением его в советский период в сферу деятельности ПГО «ЮжУралНикель». 1.2.7 Транспортные условия района

Сообщение с областным центром возмодно автомобильным транспортом по автодороге Актобе-Ленинское-Рождественка-Велиховка. Рядом (менее 4 км) проходит автострада Актобе-Орск. В 30 км районный центр поселок Батамша, 7 км находится поселок Херсон, в 45 км с. Косистек.

1.2.8 Обеспеченность участка работ энергией, топливом, стройматериалами.

Участок работ электроэнергией не обеспечен, т.к. вблизи его линии электропередач не проходят. Обеспечение запроектированных работ будет производиться за счет собственных электростанций, строить ЛЭП-35/10/0,4 кВ, внешние и внутренние технологические автодороги (8−10км), АБК и т. д.

1.2.9 Коэффициенты, влияющие на сметную стоимость проектируемых работ

Сметная стоимость работ определяться по каталогу сметной стоимости физической единицы отдельных видов работ по геологическому изучению недр.

Определение стоимости показателей физических единиц производилось по следующим показателям:

1. Основная заработная плата определялась с учетом отраслевого и тарифных коэффициентов без применения районного коэффициента и коэффициента за работу в безводных районах.

2. Дополнительная заработная плата принята от основной заработной платы для ИТР-7,9%, для рабочих — 5%.

3. Отчисления на специальные страховые предприятия по форме, установленной законом Республики Казахстан в размере 30% от фонда оплаты труда.

4. Основные расходы по статье «Амортизация» определенное из постановления правительства и ГосКомСтата Республики Казахстан.

5. Материальные затраты определялись исходя из действующих форм расхода сырья, материалов, топлива, энергии на единицу объема работ и фактических цен на момент составлений каталога и с учетом транспортно-заготовительных расходов.

6. Накладные расходы приняты 16,5% от основных расходов.

7. Социальный налог 21% от основной и дополнительной заработной платы.

8. Услуги 15% от основной, дополнительной зарплаты и социального налога.

9. Лимит средств на транспортировку грузов и персонала 6% с учетом расстояния до 200 км.

10. Резерв на непредвиденные расходы и затраты принят 3% от полевых работ.

11. В основные расходы включены расходы на проведение вспомогательных и сопутствующих работ, полученных статистическим анализом и фактической стоимости в том числе:

— обсадка, промывка;

— стоимость труб, оставленных в скважине, цемента для затрубной цементации;

— транспортировка грузов и персонала;

— премии -4% ;

— доплаты -4% ;

— организация работ -0,8% ;

— ликвидация -1%.

1.3 Обзор, анализ и оценка ранее проведенных работ (исследований)

Геологическое изучение района Велиховского месторождения началось в тридцатых годах ХХ столетия. С 1931 по 1939 гг. на территории Актюбинского района проводились мелкомасштабные поисково-съемочные работы, давшие первые систематизированные представления о геологическом строении и металлогении района (Цибульчик М.А., 1931 г.; Агаханов Н. Д., Баранова Е. И., 1939 г.).

Более детальные геолого-геофизические исследования на территории района начаты позднее (Розман Х.С., Сегедин Р. А., 1952 г.; Ким Л. А., Коротков В. П., 1959;1961гг.).

Открытие железорудных объектов связано с аэромагнитными съемками мсштаба 1: 25 000, проводившимися Бачиным А. П. и Комиссаровым Б. И. (1958;1959 гг.).

В1959;1964 гг. на территории района проведены поисково-оценочные работы, определившие масштаб месторождения Велиховское Южное (Л.А.Ким, В. П. Коротков, В.В.Прокопьев).

В 1983 г. завершено геологическое доизучение масштаба 1: 50 000 Кемпирсайского района (В.Ф.Коробков, В. Г. Санин и др.).

Последующие поисково-разведочные работы были проведены в 1985;1989 гг. (Улукпанов К.Т., Богач И. И., Кукушкин М. В. и др.).

В 2004;2005 гг. на месторождениях Велиховское Северное и Велиховское Южное проведен комплекс ревизионно-разведочных работ включающий разведочное бурение с керновым опробованием, наземные геофизические работы (магнитои электроразведку). Основная задача работ — получить представление о достоверности оценки запасов 1985 года.

Недостатки разведки месторождений:

— по месторождению ВС не разработаны и не утверждены кондиции, что не позволяет сделать объективную оценку его запасов и ценности руд;

— не разведаны и не оценены фланги и глубокие горизонты обоих месторождений;

— по месторождению не доизучены гидрогеологические, инженерно-геологические и горно-технические, экологические условия разработки;

— не проверены рекомендуемые схемы обогащения и передела заводскими и опытно-полупромышленными технологическими исследованиями на большеобъемных пробах руды. Нет технологических регламентов;

— не разведаны и не оценены породы вскрыши, пригодные для производства строительных материалов (щебня и отсевного песка), и не оценено их влияние на себестоимость добычи железных руд.

На раннее пройденных работах на месторождении Велиховское Северное были обоснованы запасы по категориям С1 и С2. Было пройдены геолого-съемочные работы. площадь составляет 396 км², было пройдено 13 маршрутов, с общей протяженностью 8320 п.г.м по всем профилям, а также было отобрано 351 литологическая проба. Ранее были пройдены канавы, предназначены для оконтуривания рудного тела на поверхности, ниже они описаны в разделе 3.1.6. Раннее пройденные скважины на карте изображены черным цветом. Общее количество составляет ранее 12 пройденных скважин. Более точные сведения о них представлены в таблицы 1.1

Таблица 1.1.

Реестр раннее проведенных скважин

В результате проведенных геологоразведочных работ, подсчитанные запасы месторождения были утверждены в ГКЗ РК. В период проведенных геолого-съемочных работ объем бурения составил 1100 п.м. Были установлены кондиции запасов по категории С1.

Целью данного проекта является: доразведка южного фланга железорудного месторождения Велиховское Северное с переводом запасов категории «С1» в категорию «В».

2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Геологическое описание района работ

2.1.1 Стратиграфия и литология

Ордовикская система — О

Средний отдел — О2

Средний отдел ордовикской системы развиты в центральной части Велиховского габброидного массива. Она и прорывающие её ультрабазиты представляют собой раннепалеозойский офиолитовый комплекс. В ее разрезе (более 1000м) преобладают базальтовые лавы, спилиты, амфиболиты, глинисто-кремнистые сланцы, финиты. Менее характерны песчаники, алевролиты. Метаморфизм достигает начальных ступеней зеленосланцевой фации.

Девонская система — D

Средний отдел — D2

Эйфейский ярус

Нерасчлененные нижне-среднедевонские отложения представлены монотонной серией глинисто-кремнистых сланцев, с отдельными горизонтами андезито-базальтовых порфиритов, кремнистых брекчий. Мощность ее превышает 200 м. Толща смята в серию малоамплитудных симметричных складок с субмеридиональными шарнирами, падением в крыльях 40−50°. Развита эта толща главным образом в западной части района, по обрамлению интрузивного массива. Залегает со стратиграфическим не согласием, на отложении О2 выпадает из разреза отложения O3, S, D1.

Девонская система — D

Средний отдел — D2

Живетский ярус

Установленная неполная мощность их 200−250м. По литологическим особенностям это карбонатно-терригенная толща, в которой наиболее распространены углеродистые кремнисто-алевролитовые сланцы и рифовые известняки, как правило, мраморированные. Толща развита преимущественно в долине р. Айтпайка и севернее, где слагает мелкую антиклинальную складку, прорванную телом габбро и моноцитов и сильно нарушенную диагональными и продольными сбросами. Восточный фрагмент толщи представляет собой крупный (4×0,5 км.) ксенолит в теле габброидов и моноцитов, подверженный мраморизации, скарнированию, ороговикованию. Именно с ним связано рудное поле месторождения Велиховское Северное.

Меловая система — К

Верхний отдел — К 2

Верхнемеловые отложения (К2) широко распространены на водораздельных пространствах и залегают на гипсометрическом уровне 415−430м. В основании их прослеживается горизонт кремнеобломочных мелко-крупногалечных

конгломератов с песчано-глинистым заполнителем, иногда фосфатным. Гальки кремнистых пород идеально окатаны, имеют тонкую марганцовистую пленку типа «пустынного загара». Мощность базального горизонта в пределах 0,1−0,5 м. Характерно высокое содержание минералов тяжелой фракции (гранат, магнетит, мартит, ильменит, хромит, шпинель и др.).

Типичными для верхнего мела являются мелкозернистые кварцевые пески, содержащие глауконит и в той или иной степени каолин (заполнитель). В верхней части толщи, мощность которой не превышает 30 м, распространены каолинистые песчанистые глины. В средней части разреза почти повсеместно развит маломощный (0,2−0,4м) горизонт пластовых фосфоритов (плита).

Залегает со стратиграфическим не согласием, на отложении выпадает из разреза отложения D3, C, T, J, K1.

Четвертичная система-QIII

Четвертичные отложения представлены пески гравийными с песчано-алевролитовым заполнителем. Мощность отложений 1−5м.

Четвертичная система-QIV

Четвертичные отложения представлены галечник с песчаным заполнителем, пески, ил, супеси. Мощность отложений в пределах 1−3м.

2.1.2 Магматизм и вулканизм

д O2 Моноциты средне ордовикского возрастаяснокристаллическая магматическая порода, содержащая приблизительно одинаковое количество кали-натрового шпата, преимущественно ортоклаза, плагиоклаза, пироксен, амфиболит, биотит. Занимает промежуточное состояние между габбро и сиенитом.

Велиховский комплекс (О2) представлен одноименным массивом габбро и аналогичных пород площадью около 100 км². Габброяснокристаллическая порода, обычно с габбровой структурой, состоящая из основного плагтоклаза и моноклинального пироксена. Среди габброидов, представляющих раннюю фазу внедрения, распространены главным образом габбро, в меньшей степени — габбро-диориты и диориты — гибридизированные продукты, характерные для краевой части интрузива. Габбро в свою очередь обнаруживают следующие разновидности: меланогаббро, лейкогаббро, габбро-нориты, биотитовые габбро, оливиновые габбро, эссекситы.

Эссекситяснокристаллическая интрузивная пород, состоящая из пироксенов, плагиоклазов и биотита. Является разновидностью габбро.

б D2 порфиритобщее название пород с порфировыми выделениями плагиоклаза, роговой обманки или пироксена. Являются по составу эффузивным, т. е. продукт механического выветривания или других экзогенных факторов.

железорудный месторождение разведка

2.1.3 Тектоника

Для района характерно горизонтальное залегания слоев. Стратиграфическое несогласие отмечается между среднедевонскими и верхнемеловыми отложениями с выпадением из слоя каменноугольной, триасовой, юрской и нижнемеловой систем.

Тектоника района представлена несколькими незначительными разломами, которые перекрыты четвертичными отложениями. Эти разломы хорошо видны на карте месторождения.

Образования разломов произошло в среднем девоне. В связи с этим центральная часть поднялась на значительное расстояние, что привело поднятию рудного тела. Юго-западный и Большой разломы составляют границу рудного тела, отсекая ее от меловых отложений, что установлено бурением. Юго-восточный разлом отсекает рудное тело с юга.

Судя по карте магнитного поля, западный контакт в южной и северной части массива сравнительно полого (45−50°) погружается под девонскую толщу, что обусловило интенсивную мраморизацию известняков и ороговикование сланцев живета.

2.1.4 Полезные ископаемые

Железо. Здесь залежи бурожелезняковых руд приурочены к верхней зоне коры выветривания (зона охр). Железные руды находятся в контурах балансовых никелевых руд. Среднее содержание Fe в охристых рудах — около 32,6% при колебаниях в пределах 20−53,5%, Ni — 0,49%, Co — 0,067%, Cr — 1,2%, Al2O3 — 12,06%, SiO2 — 23,92%, P- 0,03%, S — 0,049%.

В остаточного типа рудах магнетит является реликтовым минералом, а основная масса железых руд связана с гетитом, гидрогетитом, гидрогематитом, мартитом. Никель и кобольт охристых руд на апосерпентинитовой коре выветривания сосредоточены в гидрооксидах железа.

Марганец. Обследовано и оценено как проявление минерализации инфильтрационного типа, связанного с гипергенными процессами в мраморах. Практического значения оно не имеет.

Хром. Возможным объяснением слабой хромитоносности этой части массива может быть недостаточный эрозионный срез, поскольку основные запасы хромитов сосредоточены в гипербазитах более глубокого уровня эрозионного среза.

Из неметаллических полезных ископаемых наибольшее практическое значение имеют мраморы, ресурсы которых весьма значительны, а также вмещающие железное оруденение вскрышные породы, как источник строительных материалов (щебня, кварцевого песка, отсева и т. д.).

2.2 Геологическая, гидрогеологическая, геохимическая, геофизическая характеристика объема работ

2.2.1 Геологическая характеристика

Стратиграфия и литология

Участок месторождения в основном представлен интрузивными породами среднего ордовикагаббро, среднего девона — порфириты, которые перекрыты осадочными отложениями верхнего мела и четвертичной системы.

Ордовикская система — О

Средний отдел — О2

Средний отдел ордовикской системы развиты в центральной части района. Она и прорывающие её ультрабазиты представляют собой раннепалеозойский офиолитовый комплекс. В ее разрезе (более 1000м) преобладают габбро.

Девонская система-D

Средний отдел-D2

Среднедевонские отложения представлены монотонной серией глинисто-кремнистых сланцев, с отдельными горизонтами андезито-базальтовых порфиритов, кремнистых брекчий. Развита эта толща главным образом в западной части района, по обрамлению интрузивного массива. Мощность ее превышает 200 м.

С ниже лежащими породами залегают не согласием, отсутствуют отложения верхнего ордовикской системы О3, силурийской системы S и нижнего отдела девонской системы D1.

Меловая система-K

Верхний отдел-K2

Верхнемеловые отложения (К2) широко распространены на водораздельных пространствах и залегают на гипсометрическом уровне 415−430м. В основании их прослеживается горизонт кремнеобломочных мелко-крупногалечных конгломератов с песчано-глинистым заполнителем, иногда фосфатным. Гальки кремнистых пород идеально окатаны, имеют тонкую марганцовистую пленку типа «пустынного загара».

Мощность базального горизонта в пределах 0,1−0,5 м. Характерно высокое содержание минералов тяжелой фракции (гранат, магнетит, мартит, ильменит, хромит, шпинель и др.). С ниже лежащими породами залегают не согласием, отсутствуют отложения верхнего девонской системы D3, каменноугольной системы С, пермьской системы Р, юрской системы J, триасовой системы T и нижнего отдела меловой системы.

Четвертичная система-QIII

Четвертичные отложения представлены пески гравийными с песчано-алевролитовым заполнителем. Мощность отложений 1−5м.

Четвертичные отложения залегают не согласно из разреза выпадают отложения палеогеновой, неогеновой систем и четвертичной системы нижнего и среднего отделов.

Магматизм и вулканизм Велиховский комплекс (О2) представлен одноименным массивом габбро и аналогичных пород площадью около 100 км². Габброяснокристаллическая порода, обычно с габбровой структурой, состоящая из основного плагтоклаза и моноклинального пироксена. Среди габброидов, представляющих раннюю фазу внедрения, распространены главным образом габбро, в меньшей степени — габбро-диориты и диориты — гибридизированные продукты, характерные для краевой части интрузива. Габбро в свою очередь обнаруживают следующие разновидности: меланогаббро, лейкогаббро, габбро-нориты, биотитовые габбро, оливиновые габбро.

б D2 порфиритобщее название пород с порфировыми выделениями плагиоклаза, роговой обманки или пироксена. Являются по составу эффузивным, т. е. продукт механического выветривания или других экзогенных факторов.

Тектоника Изучая историю геологического развития месторождения, можно сделать следующие геотектонические заключения. В девонской системе произошло прогибание земной коры, в следствии чего произошло осадконакопления известняков, туфов, песчаников и туфопесчаников. Далее в каменноугольной, триасовую, юрскую и меловую систему осадконакопления прекратилась, в следствии поднятия земной коры. В результате образовались толщи меловой системы.

Тектоника месторождения представлена дизъюнктивным нарушением в виде горста. Поднятая центральная часть сложена девонскими отложениями, периферия сложена меловыми отложениями.

Образования разломов произошло в среднем девоне. В связи с этим центральная часть поднялась на значительное расстояние, что привело поднятию рудного тела. Юго-западный и Большой разломы составляют границу рудного тела, отсекая ее от меловых отложений, что установлено бурением. Юго-восточный разлом отсекает рудное тело с юга.

Описание рудных тел Рудное тело представлено мартит-магнетитовыми породами, имеет линзообразную форму.

Южный фланг месторождения Велиховское Северное представляет собой единую залежь с меняющимися по простиранию падением и мощностью. Длина рудного тела 400 м, шириной 100−120 м, глубиной до 160 м, рудное тело падает в юго-западном направлении. В минерализованных габбро границы рудных тел определяются только на основании данных опробования, которые позволяют в каждом пересечении выделить интервалы с содержанием железа выше 45%. Таким образом, ведется оконтуривание относительно обогащенных участков и выделяются объемы, соответствующие требованию к рудам, не требующим обогащения. Вмещающими породами являются средне меловые отложения песков, средне ордовикские интрузивными породами габбро.

Вещественный состав руды Руды месторождения Велиховского Северного представлены двумя минеральными типами: первичными магнетитовыми и вторичными мартитовыми.

Магнетитовые руды месторождения Велиховское Северное, как типичные образования контактово-метасоматического типа, развиваются, замещая скарны или в существенной мере скарнированные породы (чаще габбро, реже известняки). В зависимости от интенсивности железооксидной фазы минерализации магнетитовые руды здесь выражены двумя разностями.

Массивные магнетитовые руды, мелкои среднезернистые, слагают основной объем залежей, содержание железа в которых превышает 45%. В них распространена вкрапленность пирита, халькопирита, реликты незамещенных пироксена, граната, эпидота, кальцита.

Прожилково-вкрапленные магнетитовые руды представлены прожилками, мелкой вкрапленностью и сравнительно крупными (до 13 см) гнездами в скарнах. Типична брекчированная текстура. В крупных скоплениях магнетит имеет октаэдрическую форму с размером кристаллов до 10 мм. Прожилки сложены субгедральным мелкозернистым магнетитом, мощность их в пределах 0,1−5 мм. В прожилковых рудах в незначительном количестве присутствуют пирротин, пирит, халькопирит, гранат, пироксен, кальцит, актинолит, хлорит.

Генезис месторождений Из теории следует, что все базитовые и гипербазитовые интрузивы испытывают процесс кристаллизационной дифференциации и расслоения.

В сжатом виде суть теории формирования расслоенных интрузивов сводится к следующему.

1. Формирование расслоенных массивов является следствием последовательного отделения от магматического расплава кристаллических фаз. При этом кристаллический «осадок» (кумулат) длительно сосуществует с межкристальной жидкостью (адкумулат) и определенной частью полностью недифференцированного расплава с медленно эволюционирующим составом.

2. В зависимости от геодинамической обстановки магматический резервуар превращается или в массив расслоенных (псевдостратифицированных) базальт-гипербазитовых пород в объеме его первичного пространства, или в систему интрузивных массивов в случае отжатия части магмы, испытавшей дифференциацию, в породы кровли.

Кроме месторождений Велиховское Северное и Велиховское Южное в районе известно мелкое месторождение Велиховское Юго-Западное, а также рудопроявление скарново-магнетитового типа Курсайское, Айтпайская группа рудопроявлений (II, III, IV), принадлежащая также, как и Велиховское Южное, к качканарскому типу. Эти рудопроявления связаны с ксенолитами ордовикских габбро, в девонских пироксенитах

2.2.2 Гидрогеологические условия месторождения В районе работ выявлено и разведано 10 небольших месторождений подземных вод с производительностью расчетных водозаборов от 7,6 до 15,0 дм3/с, соответствующей заявленной потребностью в воде.

На месторождении Велиховское Северное водоносный горизонт прослеживается на глубине 80−100 метров. Обводненными породами считаются нижние горизонты девонских отложений, айтпайской свиты. Само рудное тело не обводнено. Меловые отложения сеноманского и туронского яруса обводнены на глубине 70 метров.

Водоупор представлен глиной залегающей на глубине около 100 метров. Обводненными считаются кремнисто-алевролитовые сланцы, мелкозернистые кварцевые пески, конгломератов, известняки.

Дальнейшие работы про определению гидрогеологии месторождения описаны в разделе «Гидрогеологические и инженерно-геологические работы»

2.2.3 Горнотехнические условия месторождения Поверхность месторождения Велиховское Северное представляет собой слабо поднятую равнину, расчлененную врезами долин и рек Айтпайка, Егенды, Косистек и др. с абсолютными отметками рельефа от 300 до 506 м. В настоящее время поверхность только на северном фланге месторождения Велиховское Северное не претерпела техногенных изменений, на южном фланге месторождения Велиховское Северное поверхность нарушена в результате горно-добычной деятельности в 2006 г.

2.2.4 Геохимическая характеристика месторождения Специальные геохимические работы на рудном поле месторождений Велиховское Северное и Велиховское Южное не проводились, за исключением региональных исследований, касающихся, в основном, металлогении района и чисто опробовательских работ (шлиховое, штуфное, керновое опробование) при съемочных и поисково-разведочных работах .

2.2.5 Геофизическая характеристика месторождения Район месторождения Велиховское Северное охвачен аэрогеофизической съемкой 1:25 000 масштаба в площади листа М-40-XI (Бачин А.П., 1960 г.), а также наземной магнитной съемкой масштаба 1: 25 000 (участок Велиховский, А. П. Бачин, 1960 г.). По результатам аэромагнитных работ была выявлена аномалия? Z интенсивностью до 100 м и выше, детализированы и проведены наземные поисково — оценочные работы с привлечением буровых работ, по результатам которых установлены рудная природа магнитной аномалии.

Магнитная восприимчивость. Изучение магнитной восприимчивости горных пород и руд производилось по образцам из керна разведочных скважин каппаметром КТ-5 и по данным каротажа магнитной восприимчивости (КМВ) по стволам разведочных скважин.

Поляризуемость. Данные о поляризуемости свидетельствуют о том, что поляризуемость пород находится в прямой зависимости от степени и обогащения магнетитом и сульфидами.

Электрическое сопротивление. Изучалось по данным каротажа сопротивлений (КС), выполненного в разведочных скважинах.

Установлено, что значения электросопротивления варьирует от первых сотен ом, причем распределение электросопротивления (Рк) не приурочено к конкретным литологическим разностям пород и имеет тенденцию к увеличению параметра в призабойной части скважин.

Таблица1.2

Таблица физических свойств пород и руд Велиховского района

Таблица 1.3

Объем геофизических наземных работ, выполненных в 2004 г.

3. ПРОИЗВОДСТВЕННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Геологические задачи и условия проведения проектируемых работ, подсчет ожидаемого прироста (перевода), запасов полезного ископаемого Геологическим заданием предусматривается доразведка южного фланга железорудного месторождений «Велиховское» с целью перевода запасов категории «С1» в «В»

В результате проведенных работ будет выполнена разведка скважинами колонкового бурения флангов и нижних горизонтов мартит-магнетитового месторождения Велиховское Северное участка Южное, дополнительно изучены вещественный состав, свойства полезного ископаемого, морфология, внутреннее строение, условия залегания рудных тел, вещественный состав и технологические свойства руд. Гидрогеологические условия месторождений будут изучены с детальностью, позволяющей прогнозировать возможные водопритоки выработки, определить источники питьевого и технического водоснабжения рудника. Проведение инженерно-геологических, горно-технических и геоэкологических исследований, позволят выполнить инженерно-геологическое районирование месторождений и оценить экологические условия разработки. Технологические свойства руд будут изучены с детальностью, позволяющей разработать и рекомендовать технологические схемы их переработки.

Рудное тело представлено средней по мощности жилообразным телом. Исходя из этого по имеющейся инструкции ГКЗ «Классификация запасов к месторождениям черных металлов» 1986 года выпуска. Данное рудопроявление можно отнести к группе 2 В и данное месторождение будет разведаться вертикальными буровыми скважинами, а также рудное тело будет оконтурено канавами. На основании ранее пройденных работ проектная глубина скважины составляет до 140 метров, рудное тело залегает на глубине 0−130 метров.

Таблица 3.1

Раннепройденные работы по категории по С1 разбивались 150×100. Следовательно для запасов по категории В будет разбиваться сетка профилей по простиранию 75−150, по падению 50−100, это отображено в таблице 3.1. Исходя из этих данных, расстояние между профилями по категории В будет составлять 75 м., а расстояние между скважинами 50 м.

Рудные залежи месторождений перекрыты сплошным покровом отложений мощностью от 3 до 5 м. Поэтому для решения вышеперечисленных задач проектом предусматривается следующий основной комплекс геологоразведочных работ:

— оконтуривание рудного тела при помощи проходки канав;

— бурение колонковых разведочных скважин с поверхности;

— геофизический комплекс каротажных работ в скважинах;

— геохимические работы;

— опробование и лабораторные работы;

— камеральные работы;

Для определения попутных компонентов из рядовых проб будут сформированы удельного веса, физико-механических и технологических свойств пород и руд будут отобраны специальные пробы, для определения качества вод будут отобраны пробы на воду. Так как вся площадь месторождения достаточно плотно охвачена площадной геофизикой, включающей в себя аэрогеофизическую съемку, графику, магниторазведку, электрометоды геофизические исследования проектируются только в скважинах методами КС, ГК.

Геолого-съемочные работы Настоящим проектом геолого-съемочные работы не предусмотрены, так как геолого-съемочные работы были пройдены в стадию поисковой разведки.

Были проложены маршруты в крест простирания горных пород, масштаб съемки составляет 1:2000, следовательно в 1 см — 20 м. Расстояние между профилями составило 50 метров, между пикетами 20 метров. Из этого следует, что сеть геологической съемки составляет 50×20. Общая площадь работы составляет 396 км². было пройдено 13 маршрутов по профилям, общая протяженность маршрутов составило 8320 п.г.м по всем профилям, в результате отобрали 351 литогеохимических проб.

Были решены задачи при проведении геологической съемки:

— установление и прослеживание стратиграфических и магматических контактов между отдельными комплексами пород, развитые на месторождении;

— выявление и оконтуривание площадей распространения изверженных пород различного состава;

— оконтуривание площадей пород, измененных в процессе контактового и гидротермального метаморфизма;

— прослеживание различных литологических горизонтов стратифицированных толщ;

— выявление и прослеживание различных видов тектонических нарушений, в первую очередь, рудоконтролирующих и рудовмещающих, а также ограничивающий рудное тело и его отдельные участки.

Гидрогеологические и инженерно-геологические работы Основным методом прогноза гидрогеологических условий отработки глубоких горизонтов месторождения является метод аналогий, основанный на использовании опыта эксплуатации верхних горизонтов месторождения.

Водопритоки определяются по формуле, где сопоставляются площади и глубины горных выработок при условии однородности фильтрационных свойств водовмещающих пород.

Q = Q1 н F/F1 x H/H1, где

Q — ожидаемый приток в горные выработки, м3/час;

Q1 — фактический приток, м3/час;

F — площадь рудных зон, намеченных к освоению, м2;

F1 — площадь вскрытых рудных зон и площадь подходных горных выработок, м2;

Н — глубина разработок на прогнозируемых рудных зонах, м;

Н1 — фактическая глубина разработок, м.

Второй метод — гидравлический по данным наблюдений за самоизливом разведочных скважин.

Исходя из методики прогнозирования основными задачами, решаемыми при разведке, являются:

— изучение условий обводненности глубоких горизонтов месторождений Велиховское Северное и Велиховское Южное, фильтрационных свойств водовмещающих пород;

— прогноз водопритоков в будущие горные выработки.

Для решения поставленных задач предусматривается комплекс исследований:

— сбор, анализ и систематизация материалов по Велиховской группе месторождений, в том числе влияние отработки месторождений на окружающую среду;

— гидрогеологические наблюдения при бурении разведочных скважин;

— опытно-фильтрационные работы;

— режимные наблюдения;

— изучение качества подземных вод по площади и в разрезе.

Исходные данные:

Глубина скважины L=200м Высота уровня излива а=3м Глубина статистического уровня h0=80м Глубина динамического уровня h=100

Расчетный дебит:

Q1=50 м3/ч

Q2=0.014 м3/с Диаметр эксплуатационной колоны обсадных труб D=120

Сумма потерь давления в воздушной линии? р=0,5 ат.

15. Определяем глубину погружения смесителя от уровня излива:

H=h*k (3.1)

h — глубина динамического уровня воды от уровня излива

k — коэффициент погружения. Принимаем =1,5

H=100*1,5=150 м.

2. Определение удельного расхода воздуха:

0= (3.2)

V0= м3

с — коэффициент, зависящий от коэффициента погружения = 11,5

м3 на один м3 поднятой воды

3. Полный расход воздуха Расчетный дебит:

Q1=50 м3/ч

Q2=0.014 м3/с

W= (3.3)

W= м3/мин

4. Пусковое давление воздуха р0=0,1*(к*h-h0+2) (3.4)

где h0 — глубина статического уровня воды р0=0,1*(2,0*80−100+2)=6,2 кг/см3

5. Рабочее давление воздуха р=0,1*[h*(k-1)+5] (3.5)

р=0,1*[100*(2,0−1)+5]=10,5 кг/см3

6. Расход эмульсии непосредственно выше форсунки

(3.6)

м3/с

7. Расход эмульсии при изливе

(3.7)

2= м3/с

8. Площадь сечения водоподъемной трубы у форсунки

W= (3.8)

W ==0.009м2

— скорость движения эмульсии у форсунки. Принимаем = 3,2 м/с

9. Площадь сечения водоподъемной трубы при изливе

W= (3.9)

W ==0,011

— скорость движения эмульсии на изливе. Принимаем = 9,1 м/с

10. Внутренний диаметр водоподъемной трубы при центральном расположении

(3.10)

dn =0,12 м=120мм

Диаметр водоподъемной трубы при параллельном расположении труб

(3.11)

D==100мм Принимаем диаметр водоподъемных труб равным 120 мм Диаметр воздухопроводных труб принимаем равным 60 мм Внутренний диаметр колонны обсадных труб принимаем равным 250 мм Расположение труб берем параллельное.

11. Производительность компрессора:

= м3/мин (3.12)

12. Рабочее давление компрессора:

(3.13)

= ат.

13. Расчетная мощность на валу компрессора кВт (3.14)

— удельная мощность= 0,933 кВт.

14. Фактическая мощность на валу компрессора

(3.15)

кВт.

15. Коэффициент полезного действия установки:

(3.16)

В соответствии с получившимися значениями и выбираем компрессор ЗИФ ВКС-6.

Бурение скважины будет осуществляться ударноканатным способом с использованием твердосплавных долот типа ТЗ для бурения твердых и абразивных пород шарошки у долот такого типа армированы зубками твердого сплава. Для проходки скважины будет использована установка УГБ-4УК. Диаметр бурения будет учитываться в соответствии с диаметром обсадных труб и диаметром кондуктора. Исходя из требований диаметр бурения должен осуществляться с учетом диаметром переходника таким образом диаметр бурения будет 400 мм.

Характеристики буровой установки УГБ-4УК.

Максимальная глубина бурения…300м Максимальный диаметр скважины…900мм Грузоподъемность барабана, кН:

Инструментального…30

Желоночного…20

Талевого…32

Число ударов бурового снаряда в 1мин…40,45,50

Высота подъема снаряда Над забоем…500−800мм Высота мачты…16м Мощность двигателя…40кВт Масса установки…18,8 т Характеристика компрессора ЗИФ ВКС-6

Производительная мощность…5,5м3/мин Конечное давление воздуха…7атм.

Число оборотов вала компрессора…1500 об/мин Ход поршня мм:…110мм Диаметры цилиндров мм:

Низкого давления…200мм Высокого давления…115мм Охлаждение:… Воздушное.

Тип привода: …Дизель.

Габариты установки:

Длина…3700мм Ширина…1880мм Высота…1990мм Масса установки… 3,6 т Опытные откачки из скважин — это процесс, который применяется для того, чтобы определить коэффициент фильтрации и дебита водоносных пластов. Они производятся из одиночных скважин или опытных узлов. В таком случае используется одна опытная скважина и две-три наблюдательных или же несколько скважин опытных, но уже без использования наблюдательных.

Кустовые откачки помимо коэффициента фильтрации позволяют также определить коэффициент пьезопроводности или, другими словами, уровнепроводности, фильтрационную неоднородность и анизотропную пласту, характер формирования депрессионной воронки, степень взаимосвязи водоносных горизонтов, действительные скорости фильтрации и водоотдачу пород (при запуске индикаторов). Также при кустовой откачке можно определять (опытным путем) полное сопротивление прискваженной зоны и самого фильтра.

Преимущества данного вида исследований Кустовые и опытные откачки из скважин обладают рядом преимуществ. Кустовый метод откачки из скважин позволяет исключить влияние фильтрующего элемента скважины, а также призабойной зоны. Данные факторы могут существенно повлиять на точность исследования (добавляется дополнительное сопротивление фильтра, суффозийные процессы в призабойной зоне увеличивают водопроницаемость и т. п.), поэтому их полное исключение является важной особенностью данного метода откачки из скважины.

Для исследований будет пробурена гидрогеологическая скважина (центральная) под номером 24, наблюдательными скважинами буду 25;26;6;33. В ходе работ будут установлены радиус депрессионной воронки®, коэффициент фильтрации (Кф) и коэффициент пъезопроводности (м).

В ходе исследований из расчетов были установлено:

Кф = 7,3

м = 126,4

а = 28,09

t = 10 000 сут.

R = 1,5 (3.17)

R = 1,5

R = 795 м Из расчета следует, что радиус воронки будет составлять 795 метров.

Таблица 3.2

Расчет эрлифта

Таблица 3.3

Конструкция гидрогеологической скважины

Таблица 3.4

Расчет затрат времени на измерения уровня воды и на отбор 1 пробы воды объемом 1 л из скважин

Таблица 3.5

Расчет затрат труда и массы груза на измерения уровня воды и отбор проб воды объемом 1 литр

Геохимические работы Геохимические методы поисков основаны на изучении закономерностей распространения химических элементов в горных породах, в почве, в воде, в растениях с целью выделения перспективных участков.

Литогеохимические пробы будут отбираться по канавам по 1 пробе, по скважинам через каждые 10 метров. Канав (10проб)+ скважин (общий объем по проектным скважинам 2168/10= 217проб). Всего будет отобрано на спектральный анализ 218 проб.

Геофизические работы Главными задачами геофизических работ на стадии доразведки является — прослеживание выявление рудных тел по простиранию, а также картирование геологических образований на отдельных участках рудного поля более детальных масштабов.

— определять мощность наносов и рельеф коренных пород

— устанавливать и прослеживать тектонические контакты зоны дробления

— установить и прослеживать рудные тела

— определить скрытые элементы структур

— уточнить контуры залежей полезного ископаемого

— уточнить путем каротажа разведочного бурения Для решения поставленных задач проектом предусматривается проведения электрокаротаж и метод инклинометрии.

Методы электрического каротажа, основанные на дифференциации горных пород по УЭС, называют методами сопротивления, для того чтобы определить мартит-магнетитовые руды и их вмещающие породы-габбро, порфириты, известняки, сланцы, кремнистые породы. Поскольку диапазон частот, применяемых в методе КС, как и в других электрических методах, не превышает нескольких сотен герц, теория метод базируется на законах постоянного тока. Прямая задача метода КС требует найти связь между известными параметрами породы скважины, источников тока и измеряемыми значениями. Так же метод КС способствует разделению рудных зон от нерудных. В скважинах будет применяться так же ПС для измерения и интерпретации естественных электрических потенциалов горных пород в скважинах или каротаж методом самопроизвольной поляризации (ПС).

Приборы для проведения каротажа:

* КСП60у (универсальный) — два электрода снизу и два сверху, для проведения ПС. Прибор может эксплуатироваться в среде, содержащей до 50 г/л серной кислоты. По устойчивости к воздействию климатических факторов прибор выполнен в исполнении группы КС 4−1 по ГОСТ 26 116–84 и предназначен для работы при температуре окружающей среды от + 5 до + 50 єC и гидростатическом давлении до 10 МПа.

* А 0.1 В 0.85 В 0.1 А — универсальный, для проведения КС. Питание прибора осуществляется от источника переменного тока 130−180 мА, частотой 12,5 Гц или от источника постоянного тока, в этом случае прибор сам формирует переменный ток, подаваемый на электроды.

Всего проектом предусматривается проведение 25 каратажных и инклинометрических работ.

Горнопроходческие работы Горно-проходческие работы были проведены в поисково-оценочную стадию при помощи проходки канав. Канава применяется при поисках и разведки месторождений, покрытых рыхлыми отложениями, не большой мощности. Канавами было прослежено и оконтурено рудное тело по результатам геофизических данных.

Канава проходятся одноковшовым экскаватором «САТ» или «DOSAN» и уборкой породы вручную. Вместимость ковша экскаваторов равна 3 м³. Глубина выработок до 4 м. Крепление будет производиться по сухим породам с затяжкой стенок вразбежку.

Таблица 3.6

Реестр горных выработок

Таблица 3.7

Расчет затрат времени на горнопроходческие работы